环球科学：新冠疫苗“第四针”来了，提供9种接种方案；改造T细胞可治疗小鼠癌症

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　　· 新冠疫苗 ·

　　“第四针”来了，采用不同技术路线

　　12月13日，国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制综合组印发《新冠病毒疫苗第二剂次加强免疫接种实施方案》（下简称“方案”）称，现阶段，可在第一剂次加强免疫接种基础上，在感染高风险人群、60岁以上老年人群、具有较严重基础性疾病人群和免疫力低下人群中开展第二剂次加强免疫接种，也就是“第四针”。“第四针”仍然免费。

　　方案指出，第二剂次加强免疫接种相关组合共9种：

　　1、3剂灭活疫苗+1剂康希诺肌注式重组新冠病毒疫苗（5型腺病毒载体）；

　　2、3剂灭活疫苗+1剂智飞龙科马重组新冠病毒疫苗（CHO细胞）；

　　3、3剂灭活疫苗+1剂康希诺吸入用重组新冠病毒疫苗（5型腺病毒载体）；

　　4、3剂灭活疫苗+1剂珠海丽珠重组新冠病毒融合蛋白（CHO细胞）疫苗；

　　5、2剂康希诺肌注式腺病毒载体疫苗+1剂康希诺吸入用重组新冠病毒疫苗（5型腺病毒载体）；

　　6、3剂灭活疫苗+1剂成都威斯克重组新冠病毒疫苗（sf9细胞）；

　　7、3剂灭活疫苗+1剂北京万泰鼻喷流感病毒载体新冠病毒疫苗；

　　8、3剂灭活疫苗+1剂浙江三叶草重组新冠病毒蛋白亚单位疫苗（CHO细胞）；

　　9、3剂灭活疫苗+1剂神州细胞重组新冠病毒2价S三聚体蛋白疫苗。

　　“第四针”优先考虑“序贯加强免疫接种”，也就是交替接种不同技术路线的疫苗，这样能够提供更加全面的保护。第二剂次加强免疫与第一剂次加强免疫时间间隔为6个月以上。按照国家《新冠病毒疫苗接种技术指南（第一版）》：既往新冠肺炎病毒感染者（患者或无症状感染者），在充分告知基础上，可在6个月后接种1剂。也就是说，如果是近期感染了新冠，体内已经产生了抗体，那半年内均不必要接种疫苗，在感染期间，也不能接种疫苗。（澎湃新闻、浙江日报）

　　· 物理学 ·

　　微波转化为光信号的新方法，对量子技术至关重要

　　微波信号（紫色）在一个磁性微球（绿色）中产生振动，并转移到一个硅质微球（蓝色）。这些振动影响了通过这第二个球体传输的激光（红色）。图片来源：Z. Shen et al.

　　微波是波长在1毫米到1米之间的电磁波，激光的波长则往往在1微米上下。目前的量子比特的信息读写技术依赖于与微波的相互作用，因此未来的量子通信系统将可能使用微波承载设备内部的信息。但同时，激光则是在大范围点对点传输信息的最佳方式。因此，我们需要一个微波和光信号间的转接口。目前这种转换有一些机械装置的实现，但是有个重大缺陷：转换频率区间太小。最近，中国科技大学董春华教授的团队报告了一种克服此缺陷的转换办法——利用光学和微波信号在特定材料的微小球体中诱发机械振荡。

　　团队使用了直径200微米两个相切的微球作为转换器的核心，一个是由钇铁石榴石制成的磁性微球，它对微波敏感，另一个是对光信号敏感的二氧化硅微球。团队将激光束穿过一根光纤接到硅微球上，光压导致了球的振动。同时，将另一个磁性微球和硅微球接触，在磁场存在的情况下，通过控制输入磁性微球的微波在球体内的磁矩中产生的振荡，研究团队得以影响硅微球的振动，最终实现控制输出的光信号。该技术的优势在于可以通过改变外加磁场的强度来调整工作频率。研究人员转换了频率为4至7GHz的微波信号，这远远超过了此前技术的范围。同时，研究人员预计，类似的构造应该可以实现相反方向的转换。相关论文发表在《物理评论快报》上。

　　· 天文学 ·

　　2颗系外行星可能主要由水组成

　　近日，一项发表在《自然·天文学》研究在距离地球约218光年的天琴座发现了两颗围绕红矮星公转的行星，其内部结构大部分是水。这是很不寻常的行星类型。

　　研究者经哈勃太空望远镜和斯皮策空间望远镜观测到这两颗行星，分别命名为Kepler-138c和Kepler-138d。研究者在凌日期间追踪了行星受周边星体引力影响导致的质量波动，发现Kepler138-c和Kepler138-d的质量和大小几乎相同，半径均约为地球的1.5倍。研究者经建模对比估测其大小及质量，发现行星中近一半应该由密度小于岩石、大于气体的物质构成，而最可能的就是水。他们认为，两颗行星的大气温度超过了水的沸点，表面存在一层致密高压的水蒸气大气，在下面是一层高压液态海洋，星球核心则仍然由金属和岩石构成。

　　· 医学 ·

　　改造T细胞可有效治疗小鼠的胰腺癌

　　T细胞是人体里重要的免疫武器。不过，许多肿瘤可以建立起防御屏障来阻挡T细胞的攻击。白细胞介素2（IL-2）是一种能够增强T细胞活性的分子，在很长一段时期里也被视为对抗肿瘤的一种方式，但全身性IL-2治疗却常常引起严重不良反应。最近，一项发表在《科学》杂志的研究表明，经科学家改造的T细胞能产生大剂量的IL-2，但仅仅是在进入肿瘤的时候：这样的T细胞缩小了小鼠模型中的实体瘤，且未产生强烈副作用。

　　现有的CAR-T疗法，已经让T细胞拥有了识别肿瘤抗原的受体，并能治疗一些癌症，但实体瘤创造的环境还是会限制这类疗法的效果。如今，研究团队又给T细胞增加了第二个合成受体，能够识别肿瘤抗原，并促使T细胞分泌IL-2来打击肿瘤。这种受体名叫synNotch，是科学家们几年前开发出的一种分子传感器，它横跨细胞膜内膜外，外部负责识别并结合肿瘤细胞，触发内部来启动IL-2的生产。研究者在黑色素瘤和胰腺癌等多种致命肿瘤测试了含有synNotch受体的T细胞的功效，结果发现它们可以有效治疗实体瘤，且未产生严重不良反应。科学家说，这种治疗方法之所以会成功，是因为在细胞中设计了一个可控的放大免疫反应的回路，让细胞仅在特定条件下生产IL-2，并将这个过程限制在肿瘤内，以免其他部位收到伤害。

　　· 医学 ·

　　饥饿会重塑细胞

　　细胞需要源源不断的能量才能正常运转。但当人处于饥饿状态时，细胞如何维持能量供应呢？科学家在研究X染色体连锁中央核肌病（XLCNM）时找到了一种新机制，并将成果发表在《科学》杂志。

　　XLCNM是一种肌营养不良疾病，症状为骨骼肌发育障碍。这种遗传病是由MTM1基因缺陷导致的，这个基因编码的肌管素可以介导细胞中的核内体（endosome）的信号传导。研究人员对比了正常人和患者成肌细胞的内部结构。结果发现，正常细胞可以平衡内质网的两种形态，形成细胞核周围的封闭扁平囊及细胞外围的细小膜管；而XLCNM患者的成肌细胞则膜管更多，扁平囊因膜成分减少而无法封闭。当人体处于饥饿状态、细胞缺乏氨基酸时，MTM1编码的酶会调控核内体与外周的膜管减少连接，膜管会转化为扁平囊为之补充膜成分，使得扁平囊可以与线粒体融合为一个更大的线粒体，有助于提高脂肪的代谢效率以供应能量。但由于XLCNM患者的细胞缺少MTM1编码的酶，在饥饿时核内体仍然与外周膜管保持接触，导致膜管不发生形变、扁平囊产生孔洞，线粒体也就无法增大，分解脂肪供能的能力差，最终使得细胞严重缺乏能量。

　　· 气候 ·

　　2020年的大气甲烷浓度增长率过高的解释

　　甲烷是一种很重要的温室气体，在所有人类排放的温室气体中，它的温室效应贡献占到了约1/5。过去10年中，大气甲烷浓度迅速增加。2020年初，尽管全人类都因为新冠疫情采取了封锁措施，但当年大气甲烷浓度增长的速率仍然上升，并且增速为1984年以来最高的水平。近日在《自然》杂志上发表的一篇论文解释了2020年大气甲烷浓度增长率较高的原因。

　　通过评估甲烷来源以及天然的大气甲烷汇的变化，研究人员分析了大气甲烷增加的原因。大气是天然的甲烷汇，能让甲烷与羟自由基（OH）反应生成二氧化碳和水。作者报道称，羟自由基浓度比2019年下降了约1.6%，主要是因为新冠封锁期间人为氮氧化物的排放量更低。他们还发现，人类活动和起火排放的甲烷每年分别下降了1.2和6.5万亿克，而湿地排放的甲烷每年则增加6.0万亿克。具体而言，北半球愈加温暖潮湿的湿地被认为是甲烷的主要来源。以上结果表明，甲烷排放对于更温暖潮湿的气候较为敏感，或能在将来作为一种正反馈机制。作者还指出，在考虑如何降低全球人为甲烷排放时，氮氧化物排放也需考虑在内。

　　撰文：王昱、栗子、安君、韩佳桐、陶兆巍